Sterowanie multiskalarne pięciofazową maszyną indukcyjną

• Autorzy: Adamowicz M. , Krzemiński Z. , Morawiec M. , Strankowski P. , Guziński J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.05.20

Warianty tytułu

EN

Five phase induction motor multiscalar control

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie przekształcenia układu współrzędnych fazowych na układ ortogonalny dla pięciofazowego silnika indukcyjnego o uzwojeniach skupionych prowadzi do wystąpienia w modelu matematycznym dwóch par składowych alfa-beta wektorów wirujących w dwóch nieruchomych układach współrzędnych. Pierwszy układ współrzędnych odpowiada zmiennym pierwszej harmonicznej, drugi – zmiennym trzeciej harmonicznej. Dla każdego układu występuje oddzielny zbiór parametrów maszyny a składowe wektora wirującego w jednym układzie współrzędnych nie oddziałują na pochodne składowych w drugim układzie. Zastosowanie nieliniowej transformacji pozwala uzyskać dwa modele multiskalarne, oddzielnie dla każdego z układów współrzędnych. W referacie zaproponowano sterowanie multiskalarne pozwalające na wymuszanie zadanej amplitudy i fazy trzeciej harmonicznej strumienia wirnika zwiększając tym samym wykorzystanie materiału konstrukcyjnego maszyny.

EN

The application of the transformation of phase coordinate system into orthogonal coordinate system to the five phase induction motor with concentrated windings results in mathematical model of the two pairs of alpha-beta components of two vectors rotating in a stationary frame. The first coordinate system corresponds to the third harmonic variables while the second coordinate system corresponds to the third harmonic variables. For each coordinate system there exist a separate set of machine parameters. The components of the vector rotating in one coordinate system do not affect the component derivatives of the vector rotating in the second coordinate system. The application of the nonlinear transformation allows for obtaining two multiscalar models, separately for each of the coordinate systems. The paper proposes novel multiscalar control that allow forcing the command magnitude and phase of third harmonic rotor flux thereby increasing the utilization of the construction material of the five phase machine.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny pięciofazowy; sterowanie multiskalarne; strumień wirnika; harmoniczna; iniekcja; sterowanie bezczujnikowe

EN

five-phase induction motor; multiscalar control; sensorless control; rotor flux injection

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 5
• Strony: 106--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Adamowicz M.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

autor

Krzemiński Z.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

autor

Morawiec M.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

autor

Strankowski P.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

autor

Guziński J.

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Levi E., Multiphase Electric Machines for Variable-Speed Applications, IEEE Trans. Ind. Electron., 55 (2008), n.5, 1893-1909
• [2] Abdel-Khalik A. S., Masoud M. I. and Williams B. W., Improved Flux Pattern With Third Harmonic Injection for Multiphase Induction Machines, IEEE Trans. Power Electron., 27 (2012), n.3, 1563-1578
• [3] Mengoni M., Zarri L., Tani A., Parsa L., Serra G., Casadei D., High-Torque-Density Control of Multiphase Induction Motor Drives Operating Over a Wide Speed Range, IEEE Trans. Ind. Electron., 62 (2015), n.2, 814-825
• [4] Xu H., H. A. Toliyat, and L. J. Petersen, Rotor field oriented control of five-phase induction motor with the combined fundamental and third harmonic currents, Proc. IEEE 16th Annu. Appl. Power Electron. Conf. Expo., Mar. 4–8, 2001, vol. 1, 392–398.
• [5] Pereira L. A., Scharlau C. C., Pereira L. F. A., Haffner J. F., General model of a five-phase induction machine allowing for harmonics in the air gap field, IEEE Trans. Energy Convers., 21 (2006), n.4, 891–899
• [6] Pereira L. A., Scharlau C. C., Pereira L. F. A., Haffner J. F., Influence of Saturation on the Airgap Induction Waveform of Five-Phase Induction Machines, IEEE Trans. Energy Conv., 27 (2012), n.1, 29–41
• [7] Zheng L., Fletcher J. E., B. Williams W., He X., Dual-plane vector control of a five-phase induction machine for an improved flux pattern, IEEE Trans. Ind. Electron., 55 (2008), n.5, 1996-2005
• [8] Krzeminski Z., Nonlinear Control of Induction Motor, 10th IFAC Congress on Automatic Control, 1987, Vol. 3, 349 – 354
• [9] Wilamowski B. M., Irwin D. J. (Eds), Power Electronics and Motor Drives. The Industrial Electronics Handbook. Second Edition, CRC Press, Taylor and Francis Group LLC 2011
• [10] Abu-Rub H., Iqbal A., Guzinski J. (Eds), High Performance Control of AC Drives With Matlab/Simulink Models, John Wiley&Sons Ltd. 2012
• [11] Adamowicz M., Morawiec M.: Advances in CSI-fed induction motor drives, 7th International Conference-Workshop Compatibility and Power Electronics (CPE), 1-3 June 2011, Tallin, Estonia, 276–282
• [12] Imecs M., Kelemen A.: Comparison between multiphase servo drives using the polyphase space-phasor theory, Proceeding of PCIM’95, Nurnberg, 1995.
• [13] Krzeminski Z.: Obserwatory prędkości dla bezczujnikowego sterowania maszynami prądu przemiennego, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), n.5, 1–7
• [14] Mengoni M., Zarri L., Tani A., Parsa L., Serra G., Casadei D., High-Torque-Density Control of Multiphase Induction Motor Drives Operating Over a Wide Speed Range, IEEE Trans. Ind. Electron., 62 (2015), n.2, 814–825
• [15] Krzemiński Z.: Nowa struktura obserwatora prędkości oparta na rozszerzonym modelu maszyny indukcyjnej, Przegląd Elektrotechniczny, 07 (2009), 141-147.
• [16] Krzemiński Z., Lewicki A., Morawiec M.:Speed observer based on extended model of induction machine, 2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics.
• [17] Morawiec M.: Z-Type Observer Backstepping for Induction Machines, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 62 (2015), n.4), DOI: 10.1109/TIE.2014.2355417, 2090-2102
• [18] Lewicki A., Guziński J., Strankowski P.: Wektorowa modulacja szerokości impulsów w pięciofazowych falownikach napięcia, Mat. XII Konf. Nauk. SENE 2015, 18-20 Listopada 2015.
• [19] Adamowicz M., Strankowski P., Morawiec M., Guziński J., Krzemiński Z.: Sterowanie multiskalarne pięciofazowym silnikiem indukcyjnym, XII Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym, SENE 2015, 18-20 Listopad 2015, Łódź.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.